(57)【要約】【課題】より信頼性のある書き損じのない高速・高密度な光記録を実現できる光記録方法、光記録装置、光記録媒体の提供。【解決手段】光記録線速度に関する情報を有し、かつ最小記録マーク長が０．７μｍ以下となる記録が可能な光記録媒体に対して、少なくとも記録パワーＰｗとボトムパワーＰｂを有するパルス列を用いて所定の長さのマークを記録する際に、予めパルス数が異なる複数の光記録パルス列を光記録装置に準備しておき、その中から所望のパルス列を選択することを特徴とする光記録方法、及びこの方法を実施するための光記録装置と光記録媒体。【選択図】図７
2006269052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録線速度に関する情報を有し、かつ最小記録マーク長が０．７μｍ以下となる記録が可能な光記録媒体に対して、少なくとも記録パワーＰｗとボトムパワーＰｂを有するパルス列を用いて所定の長さのマークを記録する際に、予めパルス数が異なる複数の光記録パルス列を光記録装置に準備しておき、その中から所望のパルス列を選択することを特徴とする光記録方法。
【請求項２】
光記録線速度に関する情報を有し、かつ最小記録マーク長が０．７μｍ以下となる記録が可能な光記録媒体に対して、少なくとも記録パワーＰｗとボトムパワーＰｂを有するパルス列を用いて、記録マークの時間的長さが基本クロック周期Ｔのｎ倍（ｎは自然数）となるｎＴで表される長さのマークを記録する際に、予めパルス数が異なる複数の光記録パルス列を準備しておき、その中から所望のパルス列を選択することを特徴とする光記録方法。
【請求項３】
パルス数が異なる複数の光記録パルス列のパルス数が、それぞれｎＴのマーク長に対して、ｎ、ｎ−１、ｎ／２、（ｎ−１）／２、（ｎ＋１）／２の何れかであることを特徴とする請求項２記載の光記録方法。
【請求項４】
パルス数が異なる複数の光記録パルス列のうち、パルス数が少ないパルス列の方ほど、対応する記録線速度が大きいことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光記録方法。
【請求項５】
パルス数が異なる複数の光記録パルス列のうち、パルス数が少ないパルス列の方ほど、対応する記録パワーＰｗが小さいことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光記録方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の光記録方法を実施することができる機能を備えたことを特徴とする光記録装置。
【請求項７】
光記録線速度に関する情報を有し、かつ最小記録マーク長が０．７μｍ以下となる記録が可能な光記録媒体において、少なくとも記録パワーＰｗとボトムパワーＰｂを有するパルス列を用いて、所定の長さのマークを記録でき、その際に、パルス数が異なる複数の光記録パルス列の中から所望のパルス列を選択して使用できるように設計されていることを特徴とする光記録媒体。
【請求項８】
パルス数が異なる複数の光記録パルス列のパルス数が、それぞれｎＴのマーク長に対して、ｎ、ｎ−１、ｎ／２、（ｎ−１）／２、（ｎ＋１）／２の何れかであるように設計されていることを特徴とする請求項７記載の光記録媒体。
【請求項９】
パルス数が異なる複数の光記録パルス列のパルス数に関する情報を有する請求項７又は８記載の光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザー光を照射することにより、情報の記録が可能であるＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、Ｂｌｕ−ｒａｙ等の高速記録に利用できる光記録方法、光記録装置、光記録媒体に関する。特に、ＤＶＤ−ＲＯＭと同等以上の大容量の高密度な光記録方法、光記録装置、光記録媒体に関する。更には、二層以上の多層記録層を有する超大容量の光記録方法、光記録装置、光記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、光記録媒体の基本層構成は、一回記録型と書き換え型に分けられる。一回記録型の光記録媒体では、基板／色素記録層／光反射層という層構造を有する。一方、書き換え型の光記録媒体では、基板／下部保護層／光記録層／上部保護層／光反射層となっている。更に、必要に応じて、下部保護層と光記録層の間、光記録層と上部保護層の間、上部保護層と光反射層の間に中間層が形成される。
これらの光記録媒体では、より多くの情報をより速く記録できるようにするため、更なる記録の高密度化や高線速度化のための光記録方法及び光記録媒体の開発が期待されている。特に高速記録技術としては、ｎＴの記録マークを記録するために、ｎ−１個の発光パルスによって記録することが知られている。また、２４倍速以上のＣＤ−ＲＷの高速記録技術としては、２Ｔマークを１パルスで記録する技術が開発されている。この技術では、３Ｔは１パルス、４Ｔと５Ｔは２パルス、６Ｔと７Ｔは３パルス、８Ｔと９Ｔは４パルス、１０Ｔと１１Ｔは５パルスで記録するようになっている。しかし、ｎＴマーク長の記録に対する画一的な発光パルスパターンのルールでは、良好な記録マーク、即ち、ジッターが少なくなるような形のよいマークを高速・高密度で形成することは困難であった。
これまでの光記録技術では、種々の光記録媒体に対して、発光パルス数は変えずに、
（１）発光パルス幅、（２）発光パワー、を調整することで対応してきた。
この方法でＣＤ系及びＤＶＤ２．４倍速記録までは対応可能であった。しかし、ＤＶＤと同等の記録密度及びＤＶＤ４倍速以上の記録においては、種々の光記録媒体に対して、安定に、即ち、光記録媒体のバラツキや光記録装置のバラツキを吸収し再現性よく「良好な」記録マークを形成することが困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、より信頼性のある書き損じのない高速・高密度な光記録を実現できる光記録方法、光記録装置、光記録媒体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題は次の１）〜９）の発明（以下、本発明１〜９という）によって解決される。
１）  光記録線速度に関する情報を有し、かつ最小記録マーク長が０．７μｍ以下となる記録が可能な光記録媒体に対して、少なくとも記録パワーＰｗとボトムパワーＰｂを有するパルス列を用いて所定の長さのマークを記録する際に、予めパルス数が異なる複数の光記録パルス列を光記録装置に準備しておき、その中から所望のパルス列を選択することを特徴とする光記録方法。
２）  光記録線速度に関する情報を有し、かつ最小記録マーク長が０．７μｍ以下となる記録が可能な光記録媒体に対して、少なくとも記録パワーＰｗとボトムパワーＰｂを有するパルス列を用いて、記録マークの時間的長さが基本クロック周期Ｔのｎ倍（ｎは自然数）となるｎＴで表される長さのマークを記録する際に、予めパルス数が異なる複数の光記録パルス列を準備しておき、その中から所望のパルス列を選択することを特徴とする光記録方法。
３）  パルス数が異なる複数の光記録パルス列のパルス数が、それぞれｎＴのマーク長に対して、ｎ、ｎ−１、ｎ／２、（ｎ−１）／２、（ｎ＋１）／２の何れかであることを特徴とする２）記載の光記録方法。
４）  パルス数が異なる複数の光記録パルス列のうち、パルス数が少ないパルス列の方ほど、対応する記録線速度が大きいことを特徴とする１）〜３）の何れかに記載の光記録方法。
５）  パルス数が異なる複数の光記録パルス列のうち、パルス数が少ないパルス列の方ほど、対応する記録パワーＰｗが小さいことを特徴とする１）〜４）の何れかに記載の光記録方法。
６）  １）〜５）の何れかに記載の光記録方法を実施することができる機能を備えたことを特徴とする光記録装置。
７）  光記録線速度に関する情報を有し、かつ最小記録マーク長が０．７μｍ以下となる記録が可能な光記録媒体において、少なくとも記録パワーＰｗとボトムパワーＰｂを有するパルス列を用いて、所定の長さのマークを記録でき、その際に、パルス数が異なる複数の光記録パルス列の中から所望のパルス列を選択して使用できるように設計されていることを特徴とする光記録媒体。
８）  パルス数が異なる複数の光記録パルス列のパルス数が、それぞれｎＴのマーク長に対して、ｎ、ｎ−１、ｎ／２、（ｎ−１）／２、（ｎ＋１）／２の何れかであるように設計されていることを特徴とする７）記載の光記録媒体。
９）  パルス数が異なる複数の光記録パルス列のパルス数に関する情報を有する７）又は８）記載の光記録媒体。
【０００５】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明の対象となる光記録媒体は、最小記録マーク長が０．７μｍ以下の高密度記録が可能な媒体である。このような光記録媒体は、公知のＤＶＤ媒体と同様の方法で作製できる。例えば、ＤＶＤ＋ＲＷは、０．７４μｍのトラックピッチを有する厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板上に、誘電体層、光記録層、反射層をスパッタリング法で形成し、もう一方の厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板を貼り合わせて得られる。ＨＤ−ＲＷは、０．４μｍのトラックピッチを有する厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板を用いて、ＤＶＤ＋ＲＷと同様にして得られる。ＢＤ−ＲＥは、０．３２μｍのトラックピッチを有する厚さ１．１ｍｍのポリカーボネート基板上に、反射層、誘電体層、記録層をスパッタリング法で形成し、更に記録又は再生光入射側に厚さ０．１ｍｍのカバー層をスピンコート法で形成することにより得られる。
最小記録マーク長の下限は特になく、使用するレーザー光の波長によっても変化するが、４０５ｍｎの光源を用いた場合には０．１５μｍ程度が限界である。
【０００６】
以下の説明ではＤＶＤ＋ＲＷの８倍速記録について詳述するが、その他の高速・高密度光記録媒体に応用可能である。ＤＶＤ＋ＲＷの８倍速記録では、従来の、マーク長が１Ｔ増えるに従って記録パルスが１パルス増える記録方法（１Ｔ法）では、パルスの立ち上がり、立下り時間が、パルスの発光時間に占める割合が大きくなり、正確なマーク長が形成できなくなってしまう。また、１Ｔ法では、記録に要するパワーが大きくなってしまい、光記録媒体の感度向上が必要となる。そのためマーク長が２Ｔ増えるに従って、記録パルスが１パルス増える記録方法（２Ｔ法、図１参照）が提案されている。しかし、２Ｔ法は、光記録媒体の高速記録には有利であるが、記録の信頼性という観点では１Ｔ法に劣る。特に、記録特性がよく判らない未知の光記録媒体については、適応が困難である。
【０００７】
そこで、本発明では、より信頼性のある書き損じのない高速・高密度な光記録の実現を目標とする。つまり本発明の特徴は、種々の未知の光記録媒体に対応できるように、かつ所定のマーク長をより高速で記録できるように、複数の光記録のための発光パルスパターン（パルスストラテジ、光記録パルス列）を、予め光記録装置に準備しておく点にある。そのときの発光パルスパターンの違いは、光記録パルス列のパルス数の違いである。
例えば、図１〜図３に示したような複数のパルス列を準備する。パルス列の具体例は、米国特許５７６１１７９号、同５７３２０６２号、同６６２８５９５号、同６６３１１０９号、同６４５９６６６号、同６７４１５４７号、同６７５７２３２号明細書などに記載されている。選択の基準は、記録する光記録媒体に対して安定に記録でき、かつ記録エラー及び再生エラーが小さくなるようなパルス列を選択する。準備した複数のパルス列で試し書きをし、その信号品質を再生評価して、エラーが小さくなるパルス列を選択することもできる。また、選択の基準項目は、再生エラーだけでなく、反射率、変調度、ジッターなども採用可能である。
【０００８】
一例を示すと、７Ｔのマーク長を記録する発光パターンとして、次のような２種類のパターンを用意しておくことが効果的である。１つは、図２に示すような、１Ｔ法によるパルスストラテジの記録パターンである。このパターンでは記録マーク長の精度は向上するものの高速化が幾分犠牲になる。もう１つは、図３に示したような、記録マーク長ｎＴに対して（ｎ＋１）／２のパルス数で構成された発光パルスパターン（パルスストラテジ）である。このパターンでは、高速化を図ると共に記録マーク長の精度が確保される。このように未知の光記録媒体に対して、発光パルス数の異なる複数の光記録パルス列を予め準備しておくことは、光記録システムの信頼性を向上させる上で有効であり、より互換信頼性の高いシステムとすることができる。。
パルス数が異なる複数の光記録パルス列を予め準備する際、よりパルス数が少ないほど、同一記録パワーでも実効的なパワーを大きくすることができるので記録感度が向上する。その結果、記録感度不足になり易い高速記録に有利となる。したがって、本発明４〜５のような構成とすることが好ましい。
【０００９】
光記録媒体のＩＤを再生し、光記録媒体の持つ記録特性を認識してから、光記録装置が予め用意してあった複数の光記録パルス列から、所望のパルス列を選択することが効果的である。また、予め用意してある複数の光記録パルス列をテスト記録した上で、その結果から選択する方法も効果的である。これらの方法の一例をフロー図として図７に示す。
まず、光記録媒体を光記録装置にセットし、光記録媒体のＩＤあるいは記録ストラテジ情報を再生する。次に、予め光記録装置に準備した記録ストラテジでの対応が可能か否かを判断し、対応可能と判断された場合には最適記録ストラテジの選択を行う。一方、対応可能か否かの判断がつかない場合には、パルス数の異なる記録ストラテジでためし書きを行い、該ためし書きを再生して評価することにより、最適記録ストラテジを選択する。
なお、光記録媒体のＩＤには、一般に、製造メーカー、製造機種などが、ピット情報、ウオブル情報、光記録情報などとして記録されている。
一方、光記録装置が幾つかの発光パルス数の異なる光記録方法を用意した場合、光記録媒体としては、発光パルス数の異なる光記録方法に対応していることが、光記録の信頼性を向上させることに有効になる。更に、図４に示すように、光記録媒体が上記光発光パターンに関する情報を有することが、光記録装置に多くの情報を提供することができるため、光記録の信頼性を向上させるために効果的である。情報の形式は、情報ピット、記録マーク、ウオブルの変調など、種々の方式が利用可能である。
【００１０】
発光パルス数の異なる光記録方法に対応できる光記録媒体としては、反射層に微結晶質のＡｇ反射膜を用いることが効果的であった。高速・高密度記録に対応するには、光記録入射光によって発生する熱が、光記録媒体の面方向に逃げないようにするため、熱伝導度の大きいＡｇ又はＡｇ合金が効果的である。また、面内で熱の発生・冷却が均一に生じるためには、Ａｇの結晶粒界が影響しないように、Ａｇの粒子をより小さくすることが効果的である。Ａｇの粒径をより小さくする方法としては、Ａｇの凝集を防止するように異物を存在させながら製膜することが重要となる。
具体的には、光反射膜形成過程において、膜表面へのＡｇ原子あるいはクラスターの入射頻度と、その他の原子、分子、イオンあるいはクラスター等の入射頻度を制御することで小さくできる。より具体的には、スパッタ製膜中の共存ガス（Ａｒ、Ｎ２、Ｏ２など）の流量を大きくして、膜表面への共存ガス入射頻度を大きくすることが効果的である。また、排気速度を小さくして製膜圧力を上げて製膜し、共存ガスの膜表面への入射頻度を大きくすることも効果的である。また、Ａｇの膜表面への入射頻度を小さくする方法として、製膜速度を小さくするために製膜スパッタ電力の低下が効果的である。更には、Ａｇ系光反射膜の製膜時の基板温度を下げることも効果的である。実際の製膜時にはこれら条件を調整して、Ａｇ粒子の大きさを制御することができる。
【００１１】
効果的なＡｇ粒子の微細化には、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｙ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔなどの異物を共存させて製膜することも効果的である。Ａｇ粒子が成長する際、粒界を構成する部分にはこれら添加物が多く含まれる。したがって、これら添加物の存在によって、Ａｇ粒子の微細化が可能となる。
これら金属の種類の選択及び添加量は、Ａｇ系光反射膜のスパッタ条件にも影響される。添加物を多く入れれば、Ａｇ粒子の微細化は容易になるが、Ａｇに期待される物性である高反射率、高熱伝導率が損なわれる。添加物を少なくした場合には、Ａｇに期待される物性は確保されるものの、製膜条件に厳格な管理が要求される。
添加物の種類はＡｇ系光反射膜の製膜条件に左右される。Ａｇと合金化し易いＣｕ、Ｐｄ、Ｐｔであれば、Ａｇの物性を維持したまま微細化が図れる。しかし、Ａｇと合金を形成し易いため、粒径の微細化には製膜条件の管理が重要になる。一方、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、などは、添加量が多いとＡｇの物性を大きく損なうが、製膜時に共存ガスを吸着し易く粒界形成に有効に働き、Ａｇ結晶粒子の粗大化を抑制し、Ａｇ結晶粒子の微細化に効果的である。また、Ｙ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｓｎなどの添加物は、Ａｇの原子半径より大きい原子半径であり、Ａｇ粒子の結晶成長の抑制が可能となり、Ａｇの結晶粒径の微細化が可能となる。
【００１２】
本発明者らの検討結果から、Ａｇ系光反射膜の粒界ノイズが記録再生信号に与える影響を無視できるレベルは、最小記録マークの１／３以下が効果的であった。この点について考察した結果、本発明者らの実験における最小記録マークの１／３は、記録するマークのチャンネルビットに対応していることが分った。チャンネルビットとは、光記録する際の情報の「０」、「１」に対応した最小単位のことであり、ＤＶＤ−ＲＯＭでは、０．１３３μｍに対応するものである。つまり、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷでは、記録トラック方向における光反射層の平均的な結晶粒子の長さＬａｇは、マークの１ビット長Ｌｂｉ（＝０．１３３μｍ）以下が効果的である。
Ａｇ系光反射層の結晶粒の大きさは、チャンネルビット長以下、結晶粒径のバラツキを考慮すると、望ましくはチャンネルビット長の２／３以下が望ましい。また、光記録媒体に存在する案内溝が蛇行している場合、その蛇行（ウオブル）周期にくらべて充分小さい粒径であることも重要である。
【００１３】
光記録装置は光記録媒体の案内溝の蛇行を正確に読み取る必要があるが、光記録装置がＡｇ粒子の粒界をノイズとして読み取った場合、光記録媒体の正しいアドレスが読み取れなくなってしまう。特に、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ等のピットを伴う案内溝を有する光記録媒体では尚更読み取りが困難となってしまう。
Ａｇ系光反射膜の結晶粒径と案内溝のウオブルとの関係では、１蛇行周期の１／１０以下のＡｇ系結晶粒径であることが望ましい。１蛇行の中で、１／１０の部分にノイズが入ったとしても、その蛇行の情報は補完できるためである。更に望ましくは、１蛇行周期の１／２０以下のＡｇ系結晶粒径であることが望ましい。１蛇行の中で、１／２０の部分にノイズが入ったとしても、その蛇行の情報にとって、そのノイズは無視できるためである。また、ピットを伴う場合には、ピット間隔の１／１０以下、望ましくは１／２０以下のＡｇ結晶粒径とすることが望ましい。
【００１４】
本発明者の実験結果から、基板表面に吸着する水分がＡｇ系光反射層とＡｇ系光反射層が形成される層の密着力に少なからず影響することが分っており、Ａｇ系光反射層が形成される中間層のパシベーション能力の向上が、Ａｇ系光反射膜と中間層との密着力向上に繋がることも分っている。
本発明者は、Ａｇ系光反射層との密着力を確保し、かつＡｇと後述するＺｎＳ・ＳｉＯ２との反応を防止するパシベーション能力を同時に満たす中間層としては、
（１）パシベーション能力を確保するために原子のパッキングが密となる侵入型化合物を形成できる物質
（２）密着力を確保するために、Ａｇ系光反射層と中間層の濡れ性を確保できる物質
を含むことが効果的であると考えた。
そこで、パシベーション能力を確保するために侵入型化合物を形成できるＴｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａの炭化物ターゲットと、Ａｇ系光反射層との濡れ性を確保するためにそれらの金属酸化物からなるターゲットから製膜した中間層について検討した。
検討した光記録媒体の層構成は、案内溝付情報基板／下部保護層／界面層／光記録層／上部保護層／中間層／光反射層／紫外線硬化樹脂／接着層／カバー基板とした。
【００１５】
案内溝付情報基板は、溝幅０．２５μｍ、溝深さ２７ｎｍ、ウオブル溝の周期４．２６μｍの案内溝を有する厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板を射出成型して準備した。
下部保護層、界面層、光記録層、上部保護層、中間層、光反射層は、順次スパッタリング法により積層した。下部保護層、界面層、上部保護層は、ＲＦスパッタリング法により作製し、光記録層、光反射層は、ＤＣスパッタリング法により作製した。
下部保護層には厚さ５５ｎｍの（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０（モル％）、界面層には厚さ４ｎｍのＳｉＯ２、光記録層には厚さ１１ｎｍのＧｅ８Ｇａ６Ｓｂ６８Ｓｎ１８、上部保護層には厚さ１１ｎｍの（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０（モル％）、光反射層には厚さ１４０ｎｍの純銀を用いた。
中間層は厚さ６ｎｍとし、炭化物と酸化物からなる焼結ターゲットのＤＣあるいはＲＦスパッタリングで作製した。炭化物は、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＴａＣを検討した。酸化物は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５を検討した。
次いで、光反射層上に、室温粘度１２０ｃｐｓ、硬化後のガラス転移温度１４９℃となる紫外線硬化型樹脂（大日本インキ化学工業社製、ＳＤ３１８）をスピンコートして樹脂保護層を形成し、相変化型光記録媒体の単板ディスクを作成した。露光量は必要量の８０％とした。
次いで、ポリカーボネート製の貼り合わせ基板を、室温粘度４５０ｃｐｓ、硬化後のガラス転移温度が７５℃となる紫外線硬化型接着剤（日本化薬社製、ＤＶＤ００３）で貼り合わせて、相変化型光記録媒体（光ディスク）を得た。露光量は必要量の８０％とした。
続いて、大口径ＬＤ（ビーム径７５μｍ×１μｍ）を有する日立コンピュータ機器社製初期化装置を用いて、光ディスクの最高記録線速度の７０％の線速度、電力１６００ｍＷ、送り４５μｍ／ｒで、内周から外周に向けて、線速度一定で光記録層を全面結晶化した。
【００１６】
上記光ディスクの製造変動耐久性は、次の（１）〜（３）について評価した。
（１）ＤＣスパッタ可能性
（２）中間層製膜時の空気リーク耐久性
（３）初期化耐久性
それぞれの耐久性評価プロセス条件は、次の（１）〜（３）とした。
（１）ＤＣスパッタでの製膜可否
（２）１Ｅ−４ｍｂａｒの空気リークで中間層を作製した光ディスクに光記録した信号の８０℃８５％ＲＨ２４時間保存後のエラー（ＰＩエラー増加率５０％増でＮＧ）
（３）８０℃８５％ＲＨ２４時間の加速劣化後に初期化した光ディスクの欠陥率（１Ｅ−４以上でＮＧ）
光ディスクの記録特性は、記録後のジッターが最小となる記録パワーでの
（１）グルーブ反射率（％）
（２）感度（記録パワー、ｍＷ）
とした。
【００１７】
図５は、本発明のＤＶＤ系相変化型光記録媒体の一例であり、蛇行した案内溝付情報基板上に、下部保護層、相変化型光記録層、上部保護層、Ａｇ系反射層、樹脂層及び／又は接着層、カバー基板が、この順に形成されている。性能向上のために、必要に応じて第１界面層、第２界面層、中間層が形成される。更にカバー基板上に印刷層を設けてもよい。また、カバー基板側に逆順で、同様の相変化型光記録媒体を設け、二層型とすることもできる。
図６は、本発明のＤＶＤ系二層色素型光記録媒体の一例であり、蛇行した案内溝付情報基板上に、色素型光記録層（Ｌ０）、Ａｇ系反射層、樹脂層を形成し、もう一方の蛇行した案内溝付情報基板には逆層で、Ａｇ系反射層、色素型光記録層（Ｌ１）を形成し貼り合せた層構造をしている。カバー基板上に印刷層を設けてもよい。
しかし、本発明は、これらの層構成に限らず、種々の光記録媒体に適用されることは言うまでもない。
【００１８】
基板の材料は、通常ガラス、セラミックス、或いは樹脂であり、樹脂基板が成型性、コストの点で好適である。樹脂の例としてはポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられるが、成型性、光学特性、コストの点で優れるポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂が好ましい。
但し、本発明の光記録媒体をＤＶＤ＋Ｒに応用する場合には、以下のような特定の条件が付与されることが望ましい。即ち、基板に形成される案内溝の幅が０．１０〜０．４０μｍ、好適には０．１５〜０．３５μｍ、案内溝の深さが１２０〜２００ｎｍ、好適には１４０〜１８０ｎｍとなっていることである。案内溝の蛇行の周期は、１周期が４．３μｍとなる。基板の厚さは０．５５〜０．６５ｍｍが好適であり、貼り合わせ後のディスクの厚さは、１．１〜１．３ｍｍが好適である。これらの基板溝によって、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブでの再生互換性が向上する。
また、本発明の光記録媒体をＤＶＤ＋ＲＷに応用する場合には、以下のような特定の条件が付与されることが望ましい。即ち、基板に形成される案内溝の幅が０．１０〜０．４０μｍ、好適には０．１５〜０．３５μｍ、案内溝の深さが１５〜４５ｎｍ、好適には２０〜４０ｎｍとなっていることである。案内溝の蛇行の周期は、１周期が４．３μｍとなる。基板の厚さは０．５５〜０．６５ｍｍが好適であり、貼り合わせ後のディスクの厚さは、１．１〜１．３ｍｍが好適である。これらの基板溝によって、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブでの再生互換性が向上する。
【００１９】
相変化型光記録媒体の下部又は上部保護層の材料としては、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２などの酸化物；Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＢＮ、ＺｒＮなどの窒化物；ＺｎＳ、ＴａＳ４などの硫化物；ＳｉＣ、ＴａＣ、Ｂ４Ｃ、ＷＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣなどの炭化物；ダイヤモンド状カーボン；或いはそれらの混合物が挙げられる。中でも（ＺｎＳ）８５（ＳｉＯ２）１５、（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０、（ＺｎＳ）７５（ＳｉＯ２）２５（何れもモル％）などのＺｎＳとＳｉＯ２を含んだ物質が好ましく、特に熱膨張変化、高温・室温変化の熱ダメージを伴う相変化型光記録層と基板の間に位置する下部保護層としては、光学定数、熱膨張係数、弾性率が最適化されている（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０（モル％）が望ましい。
下部保護層の膜厚は、反射率、変調度や記録感度に大きく影響するので、下部保護層の膜厚に対して、ディスク反射率が極小値となる膜厚とすることが望ましい。この膜厚領域では記録感度が良好であり、熱ダメージのより小さいパワーで記録が可能になり、オーバーライト性能の向上が図られる。ＤＶＤの記録再生波長において良好な信号特性を得るためには、下部保護層に（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０（モル％）を用いた場合、４５〜６５ｎｍとすることが好適である。４５ｎｍより薄いと、基板への熱ダメージが大きくなり、溝形状の変形が起こる。また、６５ｎｍより厚いと、ディスク反射率が高くなり、感度が低下する。
【００２０】
更に、相変化型光記録媒体の硫黄フリー上部保護層としては、クラックの発生を抑制することが効果的である酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫、酸化ニオブ、窒化珪素、窒化アルミニウム、ＺｎＳなどの光記録媒体の製造に適したスパッタ速度を有する材料が望ましい。本発明では、これらの好適な材料を主成分として用いるが、ここでいう主成分とは５０モル％を超えることを意味する。
本発明で用いる材料としては、膜の柔軟性という点で、２価の結合回転自由度の高い酸素によるネットワークが可能なＳｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗの酸化物の添加が好ましい。しかし、これらの上部保護層材料においても、厚膜化すると、膜自身の内部応力や光記録層及びＡｇ又はＡｇ合金反射層との間の熱応力によってクラックを発生し易い。
また、上部保護層を多層化することによって、上部保護層の界面を形成し、熱伝導を妨げて熱蓄積構造とすることで、光記録の感度向上を図ることができる。したがって、上部保護層の膜厚は、４〜２４ｎｍが好適である。４ｎｍより薄いと、上部保護層の機能である蓄熱が充分にできなくなり、現存の半導体レーザーでの記録が困難になる。また、２４ｎｍより厚くなると、先に述べたようにクラックを発生する。より望ましい上部保護層の膜厚は、８〜２０ｎｍである。
【００２１】
また、相変化型光記録媒体は、下部保護層／光記録層／上部保護層／光反射層がスパッタリングによる連続製膜によって製造されている。この際、最も製膜時間を必要とするのは、他の層に比べて膜厚が大きい下部保護層又は光反射層の製膜である。従って、ロスなく効率的に、上部保護層を作製するためには、上部保護層は、下部保護層又は光反射層の製膜時間と同等か或いはそれよりも短い製膜時間で、所定の膜厚が形成できるような製膜条件が望まれる。下部保護層にＺｎＳ・ＳｉＯ２、反射層にＡｇ又はＡｇ合金を用い、スパッタ時間７秒以下を目標とすると、上部保護層の製膜速度は少なくとも１ｎｍ／ｓ以上、好ましくは３ｎｍ／ｓ以上が必要である。
一方、４〜２４ｎｍの極力薄い膜を形成しようとした場合、あまり製膜速度が大きいと、スパッタリング製膜におけるプラズマの発生の立ち上がり時間の閉める割合が大きくなり、ディスク毎の膜厚バラツキが大きくなり、ディスク特性としては感度のバラツキを大きくしてしまう。ディスク毎の上部保護層の膜厚バラツキを小さくするためには、限界製膜速度は１０ｎｍ／ｓ以下、好ましくは８ｎｍ／ｓ以下である。
【００２２】
更に、相変化型光記録媒体の製造プロセスにおける初期化条件、特にパワーマージンを確保するためには、上部保護層とＡｇ又はＡｇ合金を主成分とする光反射層との界面に、Ａｇ−Ｏ結合が形成されていることが効果的であった、Ａｇ−Ｏ結合はＸＰＳなどの分析方法で確認された。ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４を上部保護層に用いた場合でも、基板からの脱ガスや残像ガスから酸素が供給されるため、Ａｇ−Ｏ結合の形成が確認された。しかし、上部保護層に酸化物を用いた場合に比べてＡｇ−Ｏ結合量が相対的に少なく、初期化の際のパワーマージンが小さくなる傾向にあった。
【００２３】
相変化型光記録層材料は、Ｓｂを６０〜９０原子％含む相変化物質が好適である。具体例としては、Ｓｂを６０〜９０原子％含むＩｎＳｂ、ＧａＳｂ、ＧｅＳｂ、ＧｅＳｂＳｎ、ＧａＧｅＳｂ、ＧｅＳｂＴｅ、ＧａＧｅＳｂＳｎ、ＡｇＩｎＳｂＴｅ、ＧｅＩｎＳｂＴｅ、ＧｅＧａＳｂＴｅなどが挙げられる。これら相変化物質でＤＶＤ＋ＲＷ媒体を作製した場合の、Ｓｂ組成比とＤＶＤ互換或いはＣＤ互換を可能とする最小記録マークを記録できる時間の関係から、記録層のＳｂ量が６０原子％以上の場合に記録時間を短くできることが分っている。即ち、記録消去の際の光記録層の溶融時間を短くすることができ、光記録層及び上部保護層の熱ダメージを低減できる。また、Ｓｂ量が６０原子％以上の場合には、光記録媒体の溶融初期結晶化も高速で出来るため、熱ダメージが低減される。更に、Ｓｂ量７０原子％以上では、初期化線速度を１０ｍ／ｓ以上にすることが可能であり、熱ダメージをより低減することができる。しかし、Ｓｂが９０原子％を超えると、種々の元素を添加したとしてもマークの高温高湿度信頼性に劣るため好ましくない。
相変化型光記録層の厚さは８〜１４ｎｍが望ましい。８ｎｍより薄いと８０℃８５％ＲＨの高温高湿での記録マークの結晶化が早くなり寿命が問題となる。一方、１４ｎｍを超えると、光記録消去の際に熱の発生が大きくなり、上部保護層への熱ダメージが顕著になり、上部保護層のクラック発生を誘発してしまう。
【００２４】
相変化型光記録媒体の下部保護層、光記録層、上部保護層、Ａｇ又はＡｇ合金からなる光反射層の作製方法としては、プラズマＣＶＤ、プラズマ処理、イオンプレーティング、光ＣＶＤなどが利用できるが、光記録媒体の製造で汎用されているスパッタが有効である。その代表的作製条件は、圧力１０−２〜１０−４ｍｂａｒ、スパッタ電力０．１〜５．０ｋＷ／２００ｍｍφ、製膜速度０．１〜５０ｎｍ／ｓである。
色素記録層としては、従来から知られているシアニン色素、アゾ色素、フタロシアニン色素、スクアリリウム色素等が利用される。金属錯体の場合に効果的なのは、Ａｇ系光記録媒体とのマッチングとして、本発明にあるようにＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗから選ばれる元素を含むことが効果的である。
【００２５】
樹脂保護層としては、スピンコート法で作製した紫外線硬化型樹脂が好適である。厚さは３〜１５μｍが適当である。３μｍより薄いと、オーバーコート層上に印刷層を設ける場合にエラーの増大が認められることがある。一方、１５μｍより厚くすると、内部応力が大きくなってしまい、ディスクの機械特性に大きく影響してしまう。
ハードコート層を設ける場合には、スピンコート法で作製した紫外線硬化型樹脂が一般的である。その厚さは、２〜６μｍが適当である。２μｍより薄くすると、十分な耐擦傷性が得られない。６μｍより厚くすると、内部応力が大きくなってしまい、ディスクの機械特性に大きく影響してしまう。その硬度は、布で擦っても大きな傷が付かない鉛筆硬度Ｈ以上とする必要がある。必要に応じて導電性の材料を混入させ、帯電防止を図って埃等の付着を防止することも効果的である。
印刷層は、耐擦傷性の確保、ブランド名などのレーベル印刷、インクジェットプリンタに対するインク受容層の形成などを目的としており、紫外線硬化型樹脂をスクリーン印刷法にて形成するのが好適である。その厚さは、３〜５０μｍが適当である。３μｍより薄いと、層形成時にムラが生じてしまうし、５０μｍより厚くすると、内部応力が大きくなってしまい、ディスクの機械特性に大きく影響してしまう。
【００２６】
接着層には、紫外線硬化型樹脂、ホットメルト接着剤、シリコーン樹脂などの接着剤を用いることができる。これらの材料は、オーバーコート層又は印刷層上に、材料に応じてスピンコート、ロールコート、スクリーン印刷法などの方法により塗布し、紫外線照射、加熱、加圧等の処理を行なって反対面のディスクと貼り合わせる。反対面のディスクは、同様の単板ディスクでも透明基板のみでも良く、反対面ディスクの貼り合わせ面については、接着層の材料を塗布してもしなくても良い。また、接着層としては、粘着シートを用いることもできる。接着層の膜厚は特に制限されるものではないが、材料の塗布性、硬化性、ディスクの機械特性の影響を考慮すると、５〜１００μｍ、好適には７〜８０μｍである。接着面の範囲は特に制限されるものではないが、ＤＶＤ及び／又はＣＤ互換が可能な書き換え型ディスクに応用する場合、高速記録を可能とするためには、接着強度を確保するために、内周端の位置がφ１５〜４０ｍｍ、好適にはφ１５〜３０ｍｍであることが望ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、より信頼性のある書き損じのない高速・高密度な光記録を実現できる光記録方法、光記録装置、光記録媒体を提供できる。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００２９】
実施例１
溝幅０．２５μｍ、溝深さ２７ｎｍ、ウオブル溝の周期４．２６μｍの案内溝を有する厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート基板を射出成型し、１０分間の室温放置後、その上に、下部保護層、界面層、相変化型光記録層、上部保護層、中間層、光反射層を順次スパッタリング法により積層した。基板の内周には、推奨記録ストラテジとして、ｎＴのマーク長記録に対して、パルス数（ｎ−１）／２，ｎ／２がウオブルの位相変調方式で記録されている。
下部保護層には厚さ５５ｎｍの（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０（モル％）、界面層には厚さ４ｎｍのＳｉＯ２、相変化型光記録層には厚さ１１ｎｍのＧｅ８Ｇａ６Ｓｂ６８Ｓｎ１８、上部保護層には厚さ８ｎｍの（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０（モル％）、中間層には厚さ６ｎｍのＴｉ４４Ｃ２６Ｏ３０、光反射層には厚さ１４０ｎｍのＣｕ−０．５重量％−純度９９．５重量％のＡｇの光反射層を用いた。
その結果、ポリカーボネート基板／（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０（モル％）：５５ｎｍ／ＳｉＯ２：４ｎｍ／Ｇｅ８Ｇａ６Ｓｂ６８Ｓｎ１８：１１ｎｍ／（ＺｎＳ）８０（ＳｉＯ２）２０（モル％）：８ｎｍ／Ｔｉ４４Ｃ２６Ｏ３０：４ｎｍ／Ｃｕ−０．５重量％−純度９９．５重量％のＡｇ：１４０ｎｍという層構成を形成した。
このとき、Ａｇ−Ｃｕ反射層は、窒素５％のＡｒによるスパッタにより作製し、Ａｇ粒径の増大を極力抑えた。
次いで、光反射層上に、室温粘度１２０ｃｐｓ、硬化後のガラス転移温度１４９℃となる紫外線硬化型樹脂（大日本インキ化学工業社製、ＳＤ３１８）をスピンコートして樹脂保護層を形成し、相変化型光記録媒体の単板ディスクを作成した。
次いで、ポリカーボネート製の貼り合わせ基板を、室温粘度４５０ｃｐｓ、硬化後のガラス転移温度が７５℃となる紫外線硬化型接着剤（日本化薬社製、ＤＶＤ００３）で貼り合わせて、相変化型光記録媒体を得、更に８０℃８５％ＲＨに２４時間放置した。
続いて、大口径ＬＤ（ビーム径７５μｍ×１μｍ）を有する日立コンピュータ機器社製初期化装置を用いて、線速度２０ｍ／ｓ、電力１６００ｍＷ、送り４５μｍ／ｒで、内周から外周に向けて、線速度一定で光記録層を全面結晶化した。
一方、本発明の光記録装置は、（ｎ−１）／２のパルス数からなるパルス列と、（ｎ−１）のパルス数からなるパルス列の２種類の光記録パルス列を予め用意した。この光記録装置は、上記光記録媒体を未知のものと認識するように調整した。
上記光記録媒体を上記光記録装置にセットし、記録パワーＰｗを２０ｍＷ、バイアスパワーＰｂを０．１ｍＷとして動作を確認したところ、未知の光記録媒体と認識し、記録線速度を１４ｍ／ｓに下げて、（ｎ−１）のパルス数でより安定な記録動作を行い、エラーのない記録が実行できた。最小記録マーク長は、０．４μｍであった。
【００３０】
実施例２
実施例１と同じ光記録媒体と光記録装置を用い、光記録媒体には、記録に適したパルス列が、（ｎ−１）／２，ｎ／２のパルス数からなるパルス列であるとの情報を持たせた。
上記光記録媒体を上記光記録装置にセットし、記録パワーＰｗを３５ｍＷ、バイアスパワーＰｂを０．１ｍＷとして動作を確認したところ、既知の光記録媒体と認識し、記録線速度を２８ｍ／ｓとし、（ｎ−１）／２のパルス数でより安定な記録動作を行い、エラーのない高速記録が実行できた。最小記録マーク長は、０．４μｍであった。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】２Ｔ法のパルスストラテジを示す図。（ａ）ＥＦＭ信号、（ｂ）光記録パルス列、（ｃ）記録マーク。
【図２】１Ｔ法のパルスストラテジを示す図。（ａ）ＥＦＭ信号、（ｂ）光記録パルス列、（ｃ）記録マーク。
【図３】記録マーク長ｎＴに対して（ｎ＋１）／２のパルス数で構成されたパルスストラテジを示す図。（ａ）ＥＦＭ信号、（ｂ）光記録パルス列、（ｃ）記録マーク。
【図４】高記録媒体と光記録装置の関係を示す図。
【図５】本発明のＤＶＤ系相変化型光記録媒体の一例を示す図。
【図６】本発明のＤＶＤ系二層色素型光記録媒体の一例を示す図。
【図７】本発明の光記録方法の一例を示すフロー図。
【符号の説明】
【００３２】
Ｔ  基本クロック周期
Ｐｗ  記録パワー
Ｐｅ  消去パワー
Ｐｂ  ボトムパワー
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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